Аннотация
В работе рассматривается структура межмышечного синергетического взаимодействия, обеспечивающая остановку тела спортсмена на сетке батута после прыжка. Предполагалось сопоставить пространственно-временные характеристики мышечных синергий, извлекаемых из данных об электроактивности скелетных мышц и о частоте следования биопотенциалов. Планировалось выяснить, отражают ли извлекаемые кинематические модули центральные механизмы управления структурой движения и определить переменные, на стабилизацию которых направлена активность мышечных синергий. Извлечение синергий реализовано с применением метода факторизации матриц. Установлено, что остановка после прыжка на батуте может быть реализована с применением общих паттернов пространственно-временной активации мышечных синергий. Синергетические эффекты, получаемые с применением разных подходов инструментальной оценки электроактивности скелетных мышц, могут отражать различные механизмы контроля, реализуемые на разных уровнях ЦНС. Мышечные синергии направлены на стабилизацию перемещений отдельных антропометрических точек, а также сегментов тела, объединенных в кинематические модули. Структура самих кинематических модулей указывает на эффективную организацию межмышечного взаимодействия, косвенно отражая центральные механизмы управления сложным многосуставным движением.
Литература
Мельников АА, Викулов АД, Малахов МВ (2016) Функция равновесия у спортсменов-борцов. Ярославль. ЯГПУ. [Mel'nikov AA, Vikulov AD, Malahov MV (2016) Funkciya ravnovesiya u sportsmenov-borcov. YAroslavl'. YAGPU. (In Russ)].
Gurfinkel VS, Osevets М (1972) Dynamics of the vertical posture in man. Biophysics 17: 496–506.
Gurfinkel VS, Коц ЯМ, Шик МЛ (1965) Регуляция позы человека. М. Наука. [Gurfinkel VS, Koc YaM, Shik ML (1965) Regulyaciya pozy cheloveka. M. Nauka. (In Russ)].
Александров А, Фролов А (2017) Биомеханический анализ координации позы и движения у стоящего человека при наклонах корпуса в сагиттальной плоскости. ЖВНД им ИП Павлова 67: 33–48. [Aleksandrov A, Frolov A (2017) Biomechanical analysis of the coordination of posture and movement in a standing person with body tilts in the sagittal plane. ZHVND im IP Pavlova 67: 33–48. (In Russ)]. https://doi.org/10.7868/S0044467717010038
Park E, Schöner G, Scholz J (2012) Functional synergies underlying control of upright posture during changes in head orientation. PLoS One 7(8): e41583: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0041583
Robert T, Zatsiorsky V, Latash M (2008) Multi-muscle synergies in an unusual postural task: quick shear force production. Exp Brain Res 187(2):237–253. https://doi.org/10.1007/s00221-008-1299-7
Altenburger K, Bumke O, Foerster O (1937) Allgemeine neurologie. Handbuch der Neurologie. Berlin.
Moiseev S, Pukhov A, Mikhailova E, Gorodnichev R (2022) Methodological and Computational Aspects of Extracting Extensive Muscle Synergies in Moderate-Intensity Locomotions. J Evol Biochem Physiol 58(1):88–97. https://doi.org/10.1134/s0022093022010094.
Tresch M, Cheung V, d'Avella A (2006) Matrix factorization algorithms for the identification of muscle synergies: evaluation on simulated and experimental data sets. J Neurophysiol 95(4):2199–2212. https://doi.org/10.1152/jn.00222.2005
Персон РС (1985) Спинальные механизмы управления мышечным сокращением. М. Наука. [Person RS (1985) Spinal'nye mekhanizmy upravleniya myshechnym sokrashcheniem. M. Nauka. (In Russ)].
Moiseev S, Ivanov S, Gorodnichev R (2022) The Motor Synergies' Organization Features at Different Levels of Motor Control during High Coordinated Human's Movement. J Evol Biochem Physiol 58(2):610–622. https://doi.org/10.1134/s0022093022020272
Радченко С (2011) Методология регрессионного анализа: монография. К. Корнийчук [Radchenko SG (2011) Metodologiya regressionnogo analiza: monografiya. K. Kornijchuk. (In Russ)].
Munoz-Martel V, Santuz A, Bohm S, Arampatzis A. (2021) Proactive Modulation in the Spatiotemporal Structure of Muscle Synergies Minimizes Reactive Responses in Perturbed Landings. Front Bioeng Biotechnol 9:761766. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.761766.
Silva PB, Oliveira AS, Mrachacz-Kersting N, Kersting UG (2018) Effects of wobble board training on single-leg landing neuromechanics. Scand J Med Sci Sports 28(3):972–982. https://doi.org/10.1111/sms.13027.
Rabbi M, Pizzolato C, Lloyd D, Carty C, Devaprakash D, Diamond L (2020) Non-negative matrix factorization is the most appropriate method for extraction of muscle synergies in walking and running. Sci Rep 10: 8266. https://doi.org/10.1038/s41598-020-65257-w
Nardon M, Pascucci F, Cesari P, Bertucco M, Latash M (2022) Synergies Stabilizing Vertical Posture in Spaces of Control Variables. Neuroscience 500:79–94. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2022.08.006
Latash M (2010) Motor synergies and the equilibrium-point hypothesis. Motor Control 14(3):294–322. https://doi.org/10.1123/mcj.14.3.294 10.1123/mcj.14.3.294
De Marchis C, Severini G, Castronovo AM, Schmid M, Conforto S (2015) Intermuscular coherence contributions in synergistic muscles during pedaling. Exp Brain Res 233(6):1907–1919. https://doi.org/10.1007/s00221-015-4262-4.
Madarshahian S, Latash ML (2021) Reciprocal and coactivation commands at the level of individual motor units in an extrinsic finger flexor-extensor muscle pair. Exp Brain Res 240(1):321–340. https://doi.org/10.1007/s00221-021-06255-w.
Latash ML, Madarshahian S, Ricotta JM (2022) Intramuscle Synergies: Their Place in the Neural Control Hierarchy. Motor Control 27(2):402–441. https://doi.org/10.1123/mc.2022-0094.
Ricotta JM, Nardon M, De SD, Jiang J, Graziani W, Latash ML (2023) Motor unit-based synergies in a non-compartmentalized muscle. Exp Brain Res 241:1367–1379. https://doi.org/10.1007/s00221-023-06606-9.
Гидиков АА (1975) Теоретические основы электромиографии. Л. Наука [Gidikov AA (1975) Teoreticheskie osnovy elektromiografii. L. Nauka. (In Russ)].
Гурфинкель ВС, Левик ЮС (1985) Скелетная мышца: структура и функция. М. Наука. [Gurfinkel' VS, Levik YUS (1985) Skeletnaya myshca: struktura i funkciya. M. Nauka. (In Russ)].
Nishida K, Hagio S, Kibushi B, Moritani T, Kouzaki M (2017) Comparison of muscle synergies for running between different foot strike patterns. PLoS One 12(2): e0171535. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171535
Moiseev S, Gorodnichev R (2022) Motor Synergy Structure Variability in Different Intensity Locomotions. Hum Physiol 48:370–380. https://doi.org/10.1134/S0362119722040089.
Barroso FO, Torricelli D, Moreno JC,Taylor J, Gomez-Soriano J, Bravo-Esteban E, Piazza S, Santos C, Pons JL (1984) Shared muscle synergies in human walking and cycling. J Neurophysiol. 112(8):1984. https://doi.org/10.1152/jn.00220.2014
Bach MM, Daffertshofer A, Dominici N (2021) Muscle Synergies in Children Walking and Running on a Treadmill. Front Hum Neurosci 15:637157. https://doi.org/10.3389/fnhum.2021.637157
Escalona MJ, Bourbonnais D, Goyette M, Le Flem D, Duclos C, Gagnon DH (2021) Effects of Varying Overground Walking Speeds on Lower-Extremity Muscle Synergies in Healthy Individuals. Motor Control 25(2):234. https://doi.org/10.1123 /mc.2020-0008
Santuz A, Ekizos A, Janshen L et. al. (2018) Modular Control of Human Movement During Running: An Open Access Data Set. Front Physiol 9:1509. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.01509
Бернштейн НА (1990) Физиология движений и активность М. Наука [Bernshtejn NA (1990) Fiziologiya dvizhenij i aktivnost` M. Nauka. (In Russ)].
Hajiloo B, Anbarian M, Esmaeili H, Mirzapour M (2020) The effects of fatigue on synergy of selected lower limb muscles during running. J Biomech 103:1. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2020.109692
Гельфанд И, Цетлин М (1962) О некоторых способах управления сложными системами. УМН 17(1):3–25. [Gel'fand I, Cetlin M (1962) O nekotoryh sposobah upravleniya slozhnymi sistemami. UMN 17(1):3–25. (In Russ)].